中国科学技术大学：理化科学实验课件（讲义）紫外光谱仪原理（紫外-可见-近红外光谱仪）

紫外-可见-近红外光谱仪

紫外-可见-近红外光谱仪

前言教材内容陈旧、脱节电子跃迁1.有机化学简单官能团、红移蓝移判断2.仪器分析化学伍德沃德、斯科特规则等3.朗伯比尔定律物质成分的光谱分析仪器以及测试方法发展较快1.紫外光谱仪原理2.固体光谱学3.光谱分析

前言 • 教材内容陈旧、脱节 1. 有机化学 2. 仪器分析化学 3. 物质成分的光谱分析 • 仪器以及测试方法发展较快 1. 紫外光谱仪原理 2. 固体光谱学 3. 光谱分析 • 电子跃迁 • 简单官能团、红移蓝移判断 • 伍德沃德、斯科特规则等 • 朗伯比尔定律

目录1．溶液：透射光谱原理、常见问题2．薄膜：透明/不透明薄膜、积分球3.反射光谱：漫反射与总反射、粉末样品、相对反射与绝对反射4．禁带宽度：禁带宽度计算方式及原理5. 总结

目录 1. 溶液：透射光谱原理、常见问题 2. 薄膜：透明/不透明薄膜、积分球 3. 反射光谱：漫反射与总反射、粉末样 品、相对反射与绝对反射 4. 禁带宽度：禁带宽度计算方式及原理 5. 总结

第一章：液体紫外光谱·朗伯比尔定律-lg(1/l)=ccb又因为I/Io=T，也可写为-lg(T)=εcb，为了直观,引入吸光度概念（俗称吸收、吸收值），定义A= -lg(T)吸光度A可以理解为样品吸收光的能力（测溶液时），相同条件下，吸光度越大，样品对光吸收能力越强。T=1时，A=0：T=0时，A=+8

第一章：液体紫外光谱 • 朗伯比尔定律 -lg(I/I0 )=cb 又因为I/I0=T，也可写为 -lg(T)= cb，为了直观， 引入吸光度概念（俗称吸收、吸收值），定义 A= -lg(T) 吸光度A可以理解为样品吸收光的能力（测溶 液时），相同条件下，吸光度越大，样品对光 吸收能力越强。 T=1时，A=0；T=0时，A=+∞

1.1：溶质的强吸收参比池切光器单色器光源光电倍增管样品池光源LO简化图检测器1样品测量值：光强度，可认为等同于透过率（T）方法：首先两个池中都放参比（即空白溶剂），测量样品池光强度I，然后将样品池中空白溶剂换成待测溶液，测量光强度I，所得吸光度为A=-lg（I/I。），即A=-lgT。注：双光束的作用是为了抵消光源出射光强度不稳定的影响

1.1：溶质的强吸收 简化图 I0 I 测量值：光强度，可认为等同于透过率（T） 方法：首先两个池中都放参比（即空白溶剂），测量样品池光强度I0，然后将 样品池中空白溶剂换成待测溶液，测量光强度I，所得吸光度为A=-lg（I/I0）， 即A=-lgT。 注：双光束的作用是为了抵消光源出射光强度不稳定的影响

1.1：溶质的强吸收6:5稀释前5-稀释后样品问题？仪器问题？4.3-T3-A2 -溶液浓度太高2-110--10.2004006008001000120014001600400500600700800波长（nm）3.0 二氯甲烧（气体）二氯甲烷（液体）2.5三氯甲烷（气体）三氯甲烷（液体）四氯化碳（气体）四氯化碳（液体）2.01.5A3-A1.0-2-1-0.5-0:0.0300200250350400260200220240280300波长（nm）波长（nm）

1.1：溶质的强吸收 样品问题？仪器问题？ 溶液浓度太高

1.1：溶质的强吸收·在背景噪音的存在下A=-lg(I/Io)变为A=-lg[(I±I)/(Io±Iso)]，因此当I.值正常但I值非常小（即溶剂无强吸收但溶质有强吸收）时，背景噪音I的微小影响导致(I土I)波动明显，即谱图出现上下波动。其中T。为了便于理解，可以理解成A=-lg(T土),和满足：T略大于略大于0·溶质强吸收谱图特征：A在较大正值附近波动。·改进方法：稀释溶液或者换成较薄的石英皿测试（一般控制A<2）

1.1：溶质的强吸收 • 在背景噪音的存在下 A= -lg(I/I0 )变为A= -lg [(I±Iξ )/ (I0 ±Iξ0 )] ，因此当 I0值正常但I值非常小（即溶剂无强吸收但溶质有 强吸收）时，背景噪音Iξ的微小影响导致(I±Iξ )波 动明显，即谱图出现上下波动。 • 为了便于理解，可以理解成A=-lg(T±ξ)，其中T 和ξ满足：T略大于ξ略大于0。 • 溶质强吸收谱图特征：A在较大正值附近波动。 • 改进方法：稀释溶液或者换成较薄的石英皿测试 （一般控制A<2）

1.2：溶剂的强吸收·当I.值正常但I值非常小时，谱图会在较大正值处波动。那么当I.值非常小时，会如何？·A=-lg[(I±I)/(Io±Iεo)】，因此当Io值非常小（即溶质无强吸收但溶剂有强吸收）时，背景噪音Io的微小影响导致(Io土I)波动明显，此时谱图也存在上下波动，但A值可正可负

1.2：溶剂的强吸收 • 当I0值正常但I值非常小时，谱图会在较大 正值处波动。那么当I0值非常小时，会如何？ • A= -lg [(I±Iξ )/ (I0 ±Iξ0 )] ，因此当I0值非常 小（即溶质无强吸收但溶剂有强吸收）时， 背景噪音Iξ0的微小影响导致(I0 ±Iξ0 )波动明 显，此时谱图也存在上下波动，但A值可正 可负

1.2：溶剂的强吸收o55-4.3.3.A0.-1.-2-800400600100012001400160018002000600800120040010001400160018002000入 (nm)入 (nm)溶液吸收谱纯溶剂吸收谱（空气为背底）·A=-lg[(I土I)(Io土Izo)]，当I.值非常小时，背景噪音Iso的微小影响导致(I土I)/(lo土Io)可以大于1，因此A值可正可负，但总体正值较多

1.2：溶剂的强吸收 溶液吸收谱 纯溶剂吸收谱（空气为背底） •A= -lg [(I±Iξ )/ (I0±Iξ0 )] ，当I0值非常小时，背景噪音 Iξ0的微小影响导致(I±Iξ )/ (I0±Iξ0 )可以大于1，因此A值 可正可负，但总体正值较多

1.2：溶剂的强吸收水 乙醇丙酮四氯化碳818.80961868:(614nm.s

1.2：溶剂的强吸收 水 乙醇 丙酮 四氯化碳